(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源に接続されるリアクタと、
前記リアクタの出力電圧を整流して直流電圧を生成する整流回路と、
前記リアクタを介して前記交流電源を短絡するスイッチ素子を有し、前記直流電圧を目標直流電圧に一致させるように前記スイッチ素子がスイッチング動作を行うＰＡＭ回路と、
前記交流電源から供給される一次電圧を検出する一次電圧検出回路と、
前記直流電圧を検出する直流電圧検出回路と、
前記ＰＡＭ回路を駆動制御するＰＡＭ駆動信号を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
制御対象期間の半周期前の前記一次電圧および前記直流電圧に基づいて、前記制御対象期間の半周期前において前記ＰＡＭ回路を駆動制御しないとしたときに前記リアクタに一次電流が流れ始めた時刻を推定すると共に、当該推定時刻から半周期後の時刻を基準とする所定の許容期間内の時刻を、前記制御対象期間における前記ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻とする
ことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記制御対象期間毎に、前記許容期間内において前記ＯＦＦ時刻を所定間隔ずつシフトすることを特徴とする請求項１に記載の直流電源装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記直流電圧と前記目標直流電圧と前記ＯＦＦ時刻に基づいて算出された前記ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻が前記制御対象期間における前記一次電圧のゼロクロス時刻より早い時刻である場合に、前記ＯＦＦ時刻および前記ＯＮ時刻を破棄し、前記ゼロクロス時刻からあらかじめ設定した所定時間経過後の時刻を前記制御対象期間における前記ＰＡＭ駆動信号の新たなＯＮ時刻とし、前記直流電圧と前記目標直流電圧と前記ＯＮ時刻に基づいて、前記ＰＡＭ駆動信号の新たなＯＦＦ時刻を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記制御対象期間の半周期前の前記一次電流が流れ終わる時刻が前記制御対象期間における前記一次電圧のゼロクロス時刻より遅くなる場合の前記ゼロクロス時刻に対する遅延最大値があらかじめ設定され、前記直流電圧と前記目標直流電圧と前記ＯＦＦ時刻に基づいて算出された前記ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻が前記ゼロクロス時刻に前記遅延最大値を加算した時刻より早い時刻である場合に、前記ＯＦＦ時刻および前記ＯＮ時刻を破棄し、前記ゼロクロス時刻からあらかじめ設定した所定時間経過後の時刻を、前記制御対象期間における前記ＰＡＭ駆動信号の新たなＯＮ時刻とし、前記直流電圧と前記目標直流電圧と前記ＯＮ時刻に基づいて、前記ＰＡＭ駆動信号の新たなＯＦＦ時刻を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の直流電源装置と、
前記直流電源装置の出力側に負荷として接続されるインバータと、
前記インバータにより駆動される圧縮機と、
を備えることを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源装置、およびこれを備えたヒートポンプ式給湯機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源に接続されたリアクトルを、スイッチング素子を用いて電源周期毎に短絡させることにより、インバータに与える直流電圧を変化させる、所謂ＰＡＭ制御型の直流電源装置として、電源電圧のゼロクロス点を基準に、スイッチング素子による短絡開始タイミングおよび短絡時間の少なくとも一方を規則性なく変動させることにより、同一の交流電源に接続された複数の直流電源装置が同時に短絡動作することにより生じる一次電圧の電圧歪みの発生を抑制する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０７０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＰＡＭ制御型の直流電源装置においては、短絡解除後に一次電流が大きく変動し、その一次電流の変動によっても一次電圧の電圧歪みを引き起こす。上記従来技術では、この短絡解除後における一次電流の変動に起因する一次電圧の電圧歪みを抑制することができない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一次電流の変動に起因する電圧歪みの発生を抑制することが可能な直流電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる直流電源装置は、交流電源に接続されるリアクタと、前記リアクタの出力電圧を整流して直流電圧を生成する整流回路と、前記リアクタを介して前記交流電源を短絡するスイッチ素子を有し、前記直流電圧を目標直流電圧に一致させるように前記スイッチ素子がスイッチング動作を行うＰＡＭ回路と、前記交流電源から供給される一次電圧を検出する一次電圧検出回路と、前記直流電圧を検出する直流電圧検出回路と、前記ＰＡＭ回路を駆動制御するＰＡＭ駆動信号を生成する制御部と、を備え、前記制御部は、制御対象期間の半周期前の前記一次電圧および前記直流電圧に基づいて、前記制御対象期間の半周期前において前記ＰＡＭ回路を駆動制御しないとしたときに前記リアクタに一次電流が流れ始めた時刻を推定すると共に、当該推定時刻から半周期後の時刻を基準とする所定の許容期間内の時刻を、前記制御対象期間における前記ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一次電流の変動に起因する電圧歪みの発生を抑制することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態にかかる直流電源装置の構成要素の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態にかかる直流電源装置の一構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動制御における一次電圧波形、一次電流波形、および各信号波形の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフトの一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフト制御を実施したＰＡＭ駆動信号の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフト制御後のＰＡＭ駆動信号に問題がある場合の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる直流電源装置について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、実施の形態にかかる直流電源装置の構成要素の一例を示す図である。また、図２は、実施の形態にかかる直流電源装置の一構成例を示す図である。図１および図２に示す例では、実施の形態にかかる直流電源装置１００をヒートポンプ式給湯機２００に適用する例を示している。直流電源装置１００の出力側には、直流電源装置１００の負荷として圧縮機６を駆動するインバータ５が接続され、交流電源１０から供給された商用交流（例えば、ＡＣ２００Ｖ）を直流に変換して、インバータ５に直流電力を供給する。
【００１１】
図１および図２に示すように、実施の形態にかかる直流電源装置１００は、整流回路１、ＰＡＭ回路２、直流電圧検出回路３、制御部４、ゼロクロス検出回路７、リアクタ８、および一次電圧検出回路１１を備えている。
【００１２】
交流電源１０から供給された交流電圧は、リアクタ８を介して整流回路１のブリッジ整流回路１ａに入力される。ブリッジ整流回路１ａは、入力された交流電圧を全波整流して出力する。そして、この整流された電圧は、平滑コンデンサ９によって平滑され直流電圧となる。この直流電圧は、インバータ５に供給される。
【００１３】
一次電圧検出回路１１は、交流電源１０から供給される交流電圧（一次電圧）を検出し、一次電圧信号を制御部４に送信する。また、ゼロクロス検出回路７は、交流電源１０から供給される交流電圧（一次電圧）のゼロクロス点を検出し、ゼロクロス信号を制御部１０に送信する。
【００１４】
直流電圧検出回路３は、平滑コンデンサ９の両端電圧、すなわち、直流電源装置１００が出力する直流電圧を検出し、その直流電圧信号を制御部４に送信する。
【００１５】
そして、制御部４は、一次電圧検出回路１１から受信した一次電圧信号、ゼロクロス検出回路７から受信したゼロクロス信号、および直流電圧検出回路３から受信した直流電圧信号に基づいて、リアクタ８およびＰＡＭ回路２のブリッジ整流回路２ａを介して交流電源１０を短絡するスイッチ素子２ｂの開閉動作を実施する。このスイッチ素子２ｂの開閉動作によるＰＡＭ駆動制御については後述する。なお、スイッチ素子２ｂとしては、図２に示すように、例えばＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を用いればよい。
【００１６】
また、制御部４には、インバータ５へ出力する直流電圧を制御するために、目標直流電圧が設定されており、直流電圧検出回路３によって検出した実際の直流電圧を目標直流電圧に一致させるように制御する。なお、直流電圧を目標直流電圧に一致させる制御については既知の技術であるので、ここでは説明を省略する。
【００１７】
つぎに、実施の形態にかかる直流電源装置１００のＰＡＭ駆動制御概念について、図２〜図６を参照して説明する。図３は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動制御における一次電圧波形、一次電流波形、および各信号波形の一例を示す図である。
【００１８】
本実施の形態では、制御部４は、一次電圧のゼロクロス点を検出する毎、つまり、半周期毎にスイッチ素子２ｂの開閉動作を行うＰＡＭ駆動信号を出力することにより、ＰＡＭ駆動制御を行う。このＰＡＭ駆動制御対象となる半周期毎の期間を、以下「制御対象期間」という。
【００１９】
図３に示す例において、一次電圧波形のゼロクロス時刻をＴ０，Ｔ１，Ｔ２とし、制御対象期間をＴ１〜Ｔ２とすると、制御対象期間の半周期前のＴ０〜Ｔ１においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流波形は、図３中に点線で示すように、一次電圧の絶対値が直流電圧を超える期間内で略正弦波形状を呈する。この一次電流の流れ始め時刻ｔ２は、ゼロクロス時刻Ｔ１からあらかじめ設定されたＸ時間前の時刻ｔ１（＝Ｔ１−Ｘ）における一次電圧Ｖ１および直流電圧Ｖｄｃに基づいて推定することができる。
【００２０】
前回のゼロクロス時刻Ｔ０から時刻ｔ２までの時間Ｙは、時刻ｔ２から前回のゼロクロス時刻Ｔ０を減算することにより得られる。したがって、制御対象期間（Ｔ１〜Ｔ２）においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流の流れ始め予測時刻は、ゼロクロス時刻Ｔ１からＹ時間経過後の時刻、すなわち、時刻ｔ２から半周期後の時刻ｔ２’ と予測することができる。
【００２１】
制御対象期間（Ｔ１〜Ｔ２）においてＰＡＭ駆動制御を行う場合、ＰＡＭ駆動制御を行わない場合における一次電流の流れ始め予測時刻ｔ２’よりも早い時刻にＰＡＭ駆動信号がＯＦＦされると、スイッチ素子２ｂのＯＦＦ時点の一次電流のピークとＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流との間のディップが大きくなる。つまり、ＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流とＰＡＭ駆動制御により流れる一次電流との合成電流波形の変動が大きくなる。
【００２２】
一方、時刻ｔ２’よりも遅い時刻にＰＡＭ駆動信号がＯＦＦされると、スイッチ素子２ｂのＯＦＦ時点の一次電流のピークとＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流とが重なり、ＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流とＰＡＭ駆動制御により流れる一次電流との合成電流波形のピーク値が大きくなり、変動が大きくなる。
【００２３】
つまり、時刻ｔ２’付近でＰＡＭ駆動信号をＯＦＦすれば、制御対象期間においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流とＰＡＭ駆動制御により流れる一次電流との合成電流波形の変動を抑制することができる。したがって、実施の形態にかかる直流電源装置１００では、時刻ｔ２’をＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻とし、その最適ＯＦＦ時刻ｔ２’を基準として、一次電流の変動に起因する電圧歪みを抑制可能な許容期間ΔＴの範囲内においてＰＡＭ駆動信号がＯＦＦされるように制御する。この許容期間ΔＴは、電源周波数を５０Ｈｚ（半周期＝１０［ｍｓ］）とした場合には、例えばΔＴ＝±１．５［ｍｓ］程度と考えるのが妥当である。
【００２４】
そして、直流電圧が目標直流電圧に一致するように、ＰＡＭ駆動信号のパルス幅ＴおよびＯＮ時刻ｔ４を算出する。
【００２５】
図４は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフトの一例を示す図である。同一の電源系統に複数の実施の形態にかかる直流電源装置が接続された場合に、複数の直流電源装置が同時に短絡動作することにより生じる電圧歪みを抑制するため、図４に示すように、ＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻ｔ２’に対して、上述したＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻の許容期間ΔＴの範囲内でＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３を遅延させる最小遅延時間ａ〜最大遅延時間ｂ（０≦ａ＜ｂ）を設定しておき、（ｔ２’＋ａ）〜（ｔ２’＋ｂ）の範囲内において、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３を遅延させる制御を行う。
【００２６】
まず、最小遅延時間ａを基準として、制御対象期間となる半周期毎に、あらかじめ設定したシフト時間Δｔずつ遅延時間を延長する例について、図４（ａ）を参照して説明する。この場合における遅延時間Ｚ（ｎ）は、下式（１）で表すことができ、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３は、下式（２）で表すことができる。
【００２７】
Ｚ（ｎ）＝ａ＋ｎ×Δｔ（ｎは０以上の整数）…（１）
ｔ３（ｎ）＝ｔ２’＋Ｚ（ｎ）…（２）
【００２８】
例えば、ある半周期においてｎ＝０とすると、半周期毎に、遅延時間Ｚ（ｎ）は、Ｚ（０）＝ａ、Ｚ（１）＝ａ＋Δｔ、Ｚ（２）＝ａ＋２×Δｔ、・・・、Ｚ（ｍ）＝ａ＋ｍ×ΔｔのようにΔｔずつ延長し、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３（ｎ）は、ｔ３（０）＝ｔ２’＋Ｚ（０）＝ｔ２’＋ａ、ｔ３（１）＝ｔ２’＋Ｚ（１）＝ｔ２’＋（ａ＋Δｔ）、ｔ３（２）＝ｔ２’＋Ｚ（２）＝ｔ２’＋（ａ＋２×Δｔ）、・・・、ｔ３（ｍ）＝ｔ２’＋Ｚ（ｍ）＝ｔ２’＋（ａ＋ｍ×Δｔ）とシフトする。
【００２９】
つぎに、最大遅延時間ｂを基準として、制御対象期間となる半周期毎に、あらかじめ設定したシフト時間Δｔずつ遅延時間を短縮する例について、図４（ｂ）を参照して説明する。この場合における遅延時間Ｚ’（ｎ）は、下式（３）で表すことができ、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３は、下式（４）で表すことができる。
【００３０】
Ｚ’（ｎ）＝ｂ−ｎ×Δｔ（ｎは０以上の整数）…（３）
ｔ３（ｎ）＝ｔ２’＋Ｚ’（ｎ）…（４）
【００３１】
例えば、ある半周期においてｎ＝０とすると、半周期毎に、遅延時間Ｚ’（ｎ）は、Ｚ’（０）＝ｂ、Ｚ’（１）＝ｂ−Δｔ、Ｚ’（２）＝ｂ−２×Δｔ、・・・、Ｚ’（ｍ）＝ｂ−ｍ×ΔｔのようにΔｔずつ短縮し、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３（ｎ）は、ｔ３（０）＝ｔ２’＋Ｚ’（０）＝ｔ２’＋ｂ、ｔ３（１）＝ｔ２’＋Ｚ’（１）＝ｔ２’＋（ｂ−Δｔ）、ｔ３（２）＝ｔ２’＋Ｚ’（２）＝ｔ２’＋（ｂ−２×Δｔ）、・・・、ｔ３（ｍ）＝ｔ２’＋Ｚ’（ｍ）＝ｔ２’＋（ｂ−ｍ×Δｔ）とシフトする。
【００３２】
このように、制御対象期間となる半周期毎にＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３を許容期間ΔＴの範囲内でシフトさせる制御を行うことにより、同一の電源系統に複数の直流電源装置が接続された場合でも、複数の直流電源装置の短絡動作タイミングをずらすことができる。なお、最小遅延時間ａおよび最大遅延時間ｂの時間幅、シフト時間Δｔの値は、あらかじめ評価試験等により算出して設定すればよい。最小遅延時間ａおよび最大遅延時間ｂの時間幅は、上述した許容期間ΔＴの範囲内となる時間幅に設定すればよく、例えば、約０〜＋１．５［ｍｓ］程度とするのが妥当と考えられる。また、シフト時間Δｔは、例えば０．１［ｍｓ］とすればよい。
【００３３】
図５は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフト制御を実施したＰＡＭ駆動信号の一例を示す図である。また、図６は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフト制御後のＰＡＭ駆動信号に問題がある場合の一例を示す図である。図５に示すように、上述したＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻シフト制御を実施した後、ＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻ｔ２’からシフトした時刻ｔ３をＯＦＦ時刻として、ＰＡＭ駆動信号のパルス幅ＴおよびＯＮ時刻ｔ４を算出する。
【００３４】
一方、例外として、図６に示すように、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４がゼロクロス時刻Ｔ１、あるいは、制御対象期間の半周期前の一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５より早い時刻となる場合がある。この場合には、上述した制御により設定したＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３、パルス幅Ｔ、およびＯＮ時刻ｔ４を破棄し、ゼロクロス時刻Ｔ１からあらかじめ設定したｃ時間経過後の時刻ｔ４’をＰＡＭ駆動信号の新たなＯＮ時刻として新たなパルス幅Ｔ’を算出し、新たなＯＮ時刻ｔ４’を設定する。なお、一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５の算出手法の一例としては、例えば、制御対象期間の半周期前の一次電流が流れ終わる時刻が制御対象期間における一次電圧のゼロクロス時刻よりも遅くなる場合のゼロクロス時刻に対する遅延最大値ｄ（０≦ｄ＜ｃ）をあらかじめ評価試験等により設定しておき、ゼロクロス時刻Ｔ１に遅延最大値ｄを加えた時刻を制御対象期間の半周期前の一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５（＝Ｔ１＋ｄ）とすればよい。これにより、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ期間がゼロクロス検出時刻Ｔ１および一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５に重なることなく、ＰＡＭ駆動制御を実施することができる。なお、制御対象期間の半周期前の一次電流が流れ終わる時刻が制御対象期間における一次電圧のゼロクロス時刻よりも遅くならない場合には、遅延最大値ｄを０とすれば、一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５はゼロクロス時刻Ｔ１に等しい。したがって、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４がゼロクロス時刻Ｔ１、あるいは、制御対象期間の半周期前の一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５より遅い時刻となるか否か、つまり、ｔ４＞Ｔ１＋ｄ（＝ｔ５）を満たすか否かを判定し、ｔ４＞Ｔ１＋ｄ（＝ｔ５）を満たさない場合に、図６を用いて説明した処理を行えばよい。
【００３５】
また、図１および図２に示すように、実施の形態にかかる直流電源装置１００をヒートポンプ式給湯機２００に適用すれば、例えば、ヒートポンプ式給湯機２００の運転時に、ヒートポンプ式給湯機２００と同一の交流電源に接続されたＩＨクッキングヒーター（図示せず）にかけた鍋が一次電圧の電圧歪みにより振動する、所謂「鍋鳴り」現象の発生を抑制することができる等、同一の電源系統に接続されている他の電子機器への影響を軽減することができる。
【００３６】
つぎに、実施の形態にかかる直流電源装置１００のＰＡＭ駆動制御について、図２〜図７を参照して説明する。図７は、実施の形態にかかる直流電源装置のＰＡＭ駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
制御部４は、まず、遅延時間演算式判断フラグＦ、ｎを初期化（Ｆ＝０、ｎ＝０）する（ステップＳＴ１０１）。ここで、ｎは０以上の整数値であり、任意の半周期を０として、制御対象期間となる半周期毎にカウントされる値である。また、遅延時間演算式判断フラグＦは、後段のステップＳＴ１０５において、上述した（１），（２）式および（３），（４）式のうちのいずれを用いて遅延時間およびＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻を演算するかを判断するためのフラグである。なお、遅延時間演算式判断フラグＦの理論値が”０”（Ｆ＝０）である場合には、（１），（２）式を用いて、遅延時間Ｚ（ｎ）およびＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３を演算し、遅延時間演算式判断フラグＦの理論値が”１”（Ｆ＝１）である場合には、（３），（４）式を用いて、遅延時間Ｚ’（ｎ）およびＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３を演算する。
【００３８】
一次電圧のゼロクロス点を検出すると（ステップＳＴ１０２）、制御部４は、その検出時刻をＴ１として、あらかじめ設定されたＸ時間前の時刻ｔ１（＝Ｔ１−Ｘ）における一次電圧および直流電圧に基づいて、制御対象期間の半周期前においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流（図３の点線で示した波形）の流れ始め時刻ｔ２を推定する（ステップＳＴ１０３）。上述したように、ＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流波形は、一次電圧の絶対値が直流電圧を超える期間において、略正弦波形状を呈する（図３参照）。つまり、一次電圧の絶対値が直流電圧を超えた時刻が、制御対象期間の半周期前においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流の流れ始め時刻ｔ２となる。そして、制御部４は、時刻ｔ２から半周期後の時刻ｔ２’をＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻として算出する（ステップＳＴ１０４）。
【００３９】
つぎに、制御部４は、Ｆ＝０であるか否かを判定する（ステップＳＴ１０５）。Ｆ＝０である場合には（ステップＳＴ１０５；Ｙｅｓ）、制御部４は、上式（１），（２）を用いて、遅延時間Ｚ（ｎ）およびＰＡＭ駆動パルスのＯＦＦ時刻ｔ３を演算する（ステップＳＴ１０６）。遅延時間Ｚ（ｎ）は、最小遅延時間ａを基準として、半周期毎、つまり、制御対象期間毎に、あらかじめ設定したΔｔ（例えば、０．１［ｍｓ］）ずつ延長した時間となる。つまり、ｎ番目の制御対象期間における遅延時間Ｚ（ｎ）がａ＋ｎ×Δｔであった場合には、ｎ＋１番目の制御対象期間における遅延時間Ｚ（ｎ＋１）は、ａ＋（ｎ＋１）×Δｔとなる。
【００４０】
続いて、制御部４は、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し（ステップＳＴ１０７）、次回のＰＡＭ駆動制御処理における遅延時間Ｚ（ｎ＋１）＝ａ＋（ｎ＋１）×Δｔを算出する（ステップＳＴ１０８）。そして、制御部４は、Ｚ（ｎ＋１）＜ｂ（ｂ：最大遅延時間）を判定して（ステップＳＴ１０９）、Ｚ（ｎ＋１）＜ｂを満たす場合には（ステップＳＴ１０９；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１６に進み、Ｚ（ｎ＋１）＜ｂを満たさない場合、つまり、遅延時間Ｚ（ｎ＋１）が最大遅延時間ｂ以上となる場合には（ステップＳＴ１０９；Ｎｏ）、遅延時間演算式判断フラグＦの論理値を反転（Ｆ＝０→１）させ、ｎを初期化（ｎ＝０）して（ステップＳＴ１１０）、ステップＳＴ１１６に進む。
【００４１】
一方、Ｆ＝１である場合には（ステップＳＴ１０５；Ｎｏ）、制御部４は、上式（３），（４）を用いて、遅延時間Ｚ’（ｎ）およびＰＡＭ駆動パルスのＯＦＦ時刻ｔ３を演算する（ステップＳＴ１１１）。遅延時間Ｚ’（ｎ）は、最大遅延時間ｂを基準として、半周期毎、つまり、制御対象期間毎に、あらかじめ設定したΔｔ（例えば、０．１［ｍｓ］）ずつ短縮した時間となる。つまり、ｎ番目の制御対象期間における遅延時間Ｚ’（ｎ）がｂ−ｎ×Δｔであった場合には、ｎ＋１番目の制御対象期間における遅延時間Ｚ’（ｎ＋１）は、ｂ−（ｎ＋１）×Δｔとなる。
【００４２】
続いて、制御部４は、ｎをインクリメント（ｎ＝ｎ＋１）し（ステップＳＴ１１２）、次回のＰＡＭ駆動制御処理における遅延時間Ｚ’（ｎ＋１）＝ｂ−（ｎ＋１）×Δｔを算出する（ステップＳＴ１１３）。そして、制御部４は、Ｚ’（ｎ＋１）＞ａ（ａ：最小遅延時間）を判定して（ステップＳＴ１１４）、Ｚ’（ｎ＋１）＞ａを満たす場合には（ステップＳＴ１１４；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１６に進み、Ｚ’（ｎ＋１）＞ａを満たさない場合、つまり、遅延時間Ｚ’（ｎ＋１）が最大遅延時間ａ未満となる場合には（ステップＳＴ１１４；Ｎｏ）、遅延時間演算式判断フラグＦの論理値を反転（Ｆ＝１→０）させ、ｎを初期化（ｎ＝０）して（ステップＳＴ１１５）、ステップＳＴ１１６に進む。
【００４３】
つぎに、制御部４は、直流電圧が目標直流電圧に一致するように、ＰＡＭ駆動信号のパルス幅Ｔを算出し（ステップＳＴ１１６）、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４を算出する（ステップＳＴ１１７）。
【００４４】
つぎに、制御部４は、ステップＳＴ１１７において求めた時刻ｔ４がｔ４＞Ｔ１＋ｄ（ｄ：遅延最大値）を満たすか否か、つまり、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４がゼロクロス点の検出時刻Ｔ１あるいは制御対象期間の半周期前における一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５（＝Ｔ１＋ｄ）より遅い時刻であるか否かを判定し（ステップＳＴ１１８）、ｔ４＞Ｔ１＋ｄを満たす場合には（ステップＳＴ１１８；Ｙｅｓ）、ステップＳＴ１１７において求めた時刻ｔ４においてＰＡＭ駆動信号をＯＮし（ステップＳＴ１１９）、続いて、ステップＳＴ１０６あるいはステップＳＴ１１１において求めた時刻ｔ３においてＰＡＭ駆動信号をＯＦＦし（ステップＳＴ１２０）、ステップＳＴ１０２の処理に戻る。
【００４５】
ｔ４＞Ｔ１＋ｄを満たさない場合、つまり、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４がゼロクロス点の検出時刻Ｔ１あるいは制御対象期間の半周期前における一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５（＝Ｔ１＋ｄ）より早い時刻である場合には（ステップＳＴ１１８；Ｎｏ）、制御部４は、ステップＳＴ１１７までの処理で求めたＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３、パルス幅Ｔ、およびＯＮ時刻ｔ４を破棄し（ステップＳＴ１２１）、制御対象期間のゼロクロス点からあらかじめ設定したｃ時間経過後の時刻ｔ４’（ｔ４’＝Ｔ１＋ｃ、ｃ＞ｄ）を新たなＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻とし（ステップＳＴ１２２）、直流電圧が目標直流電圧に一致するように、ＰＡＭ駆動信号の新たなパルス幅Ｔ’を算出し（ステップＳＴ１２３）、ＰＡＭ駆動信号の新たなＯＦＦ時刻ｔ３’（ｔ３'＝ｔ４'＋Ｔ'）を設定する（ステップＳＴ１２４）。そして、制御部４は、ステップＳＴ１２２において求めた時刻ｔ４’においてＰＡＭ駆動信号をＯＮし（ステップＳＴ１２５）、続いて、ステップＳＴ１２４において算出した時刻ｔ３’においてＰＡＭ駆動信号をＯＦＦし（ステップＳＴ１２６）、ステップＳＴ１０２の処理に戻る。
【００４６】
以上説明したように、実施の形態の直流電源装置によれば、制御対象期間の半周期前の一次電圧および直流電圧に基づいて、制御対象期間の半周期前においてＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流波形の立ち上がり時刻ｔ２を推定し、時刻ｔ２から半周期後の時刻ｔ２’をＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻とし、その最適ＯＦＦ時刻ｔ２’を基準とする所定の許容期間内の時刻を、制御対象期間におけるＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻としたので、ＰＡＭ駆動制御を行わない場合の一次電流波形とＰＡＭ駆動制御により流れる一次電流との合成電流波形の変動を小さくすることができ、一次電流の変動に起因する電圧歪みの発生を抑制することができる。
【００４７】
また、制御対象期間毎に、所定の許容期間内において、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻をあらかじめ設定したシフト時間Δｔずつシフトするようにしたので、同一の電源系統に複数の直流電源装置が接続された場合でも、複数の直流電源装置の短絡動作タイミングをずらすことができ、複数の直流電源装置が同時に短絡動作することにより生じる電圧歪みを抑制することができる。
【００４８】
さらに、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ時刻ｔ４がゼロクロス時刻Ｔ１、あるいは、制御対象期間の半周期前における一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５より早くなる場合には、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻ｔ３、パルス幅Ｔ、およびＯＮ時刻ｔ４を破棄し、ゼロクロス点からあらかじめ設定したｃ時間経過後の時刻ｔ４’をＰＡＭ駆動信号の新たなＯＮ時刻として新たなパルス幅Ｔ’および新たなＯＮ時刻ｔ４’を設定するようにしたので、ＰＡＭ駆動信号のＯＮ期間がゼロクロス検出時刻Ｔ１および一次電流の流れ終わり推定時刻ｔ５に重なることなく、ＰＡＭ駆動制御を実施することができる。
【００４９】
また、実施の形態の直流電源装置を備えたヒートポンプ式給湯機によれば、ヒートポンプ式給湯機の運転時に、ヒートポンプ式給湯機と同一の交流電源に接続されたＩＨクッキングヒーターにかけた鍋が一次電圧の電圧歪みにより振動する、所謂「鍋鳴り」現象の発生を抑制することができる等、同一の電源系統に接続されている他の電子機器への影響を軽減することが可能となる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態では、半周期毎にＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻を許容期間ΔＴの範囲内でシフトさせる際に、ＰＡＭ駆動信号の最適ＯＦＦ時刻に対して、最小遅延時間〜最大遅延時間を設定してＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻を遅延させる例について説明したが、ＰＡＭ駆動信号のＯＦＦ時刻をシフトさせる範囲はこれに限らず、許容期間ΔＴの任意の範囲内とすることが可能であり、実施の形態で説明した例と同様の効果があることは言うまでもない。
【００５１】
また、上述した実施の形態では、一次電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路を備える例について説明したが、ゼロクロス点の検出機能を一次電圧検出回路に備えることも可能である。この場合は、一次電圧検出回路が一次電圧およびそのゼロクロス点を検出して、一次電圧信号およびゼロクロス信号を制御部に送信するように構成すればよい。
【００５２】
また、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５３】
１  整流回路
１ａ  ブリッジ整流回路
２  ＰＡＭ回路
２ａ  ブリッジ整流回路
２ｂ  スイッチ素子
３  直流電圧検出回路
４  制御部
５  インバータ
６  圧縮機  
７  ゼロクロス検出回路
８  リアクタ
９  平滑コンデンサ
１０  交流電源
１１  一次電圧検出回路
１００  直流電源装置
２００  ヒートポンプ式給湯機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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